激光软钎焊及运用

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1、激光软钎焊及其运用Lasersoftsolderingandapply刘良清王锋韩小平（武汉凌云光电科技有限公司湖北武汉430205）LiuLiangqing,WangFeng,HanXiaoping(LingyunPhotoelectronSystemCo.,LtdHubeiWuhan430205)摘要：关键词：Abstract:闸述一种将激光运川于软钎焊的方法，以及运用实例。激光软钎焊浸润扩散金属键DescribeamethodbyLasersoftsolderingandapplyKeywords:Lasersofts

2、olderingInfiltrationdiffusionmetallicbond早在公元前200年前的战国时期，中国人就掌握了青铜器的钎焊技术，可谓是历史久远,从湖北枣阳九连墩古墓的出土文物就可发现：钎焊技术在这个时期已经很成熟的得到了运用，特别是在青铜器的焊接上，这在现代的考古研究中，已得到了充分的证实，中此看来,钎焊技术己经不是什么新兴技术，只不过，在钎焊方法上，我们推出了更新的方式，例如:激光钎焊，特别是激光软钎焊，为古老的钎焊技术开发了乂一个崭新的工艺方法。术语解释：【软钎焊】指使川软钎料进行的钎焊，钎焊接头强度小

3、于70Mpa【软钎料】即熔点低于450°C的钎料，有锡铅基、铅基、镉基等合金，软钎料主要用于焊接受力不大和工作温度较低的工件，如各种电器导线的连接及仪器、仪表元件的钎焊，更多的是在各种电子线路的焊接中得到人量的运川。衣1是几种不同钎料的性能比较锡铅钎料铅银钎料镉银钎料金相共晶结构共晶结构共晶结构熔点（°C）183221600工作温度（°C）<100<150<250焊接对象铜及其铜合金铜合金、钢表1锡铅基、铅基的钎料，工作温度T<150°C,-•般用于钎焊铜及铜合金，耐热性好，但耐蚀性较差、镉基钎料是软钎料中耐热性故好的一种，

4、工作温度T<250°C,在软钎料中，尤以锡铅焊料一起良好的工艺性能和导电性能，以及鮫为适宜的工作温度（Tvl00°C）获得了最为广泛的运用。参见图1,常用的钎焊方法有如下儿种:火焰钎焊、手工烙铁焊、Hotbar自动焊、波峰焊、冋流焊（也称：再流焊）、超声钎焊、等离子钎焊等。等离子钎焊波峰焊一、激光软钎焊原理图2是激光软钎焊的原理图激光软钎焊，是利用激光的精细高能量，对极细的精密对象进行准确的钎焊，CCD（工业摄像机）将穿透二维振镜，对激光焊接进行精密的定位监视，白动送锡丝机构主要是在焊接中对焊点进行钎料的连续供给，在焊接过程

5、中，还少不了对焊点进行保护气体的吹送，主要是保证在焊接屮对工件的保护，使线芯、焊盘、以及钎料不发生氧化，吹送气体一般为氮气或氮气。图2激光软钎焊原理图激光技术的发展在当今也不过白年，其运用领域也是在不断的在探索之屮，在激光运用于软钎焊的过程中，我们做了大量的技术性探索，也摸索出一些有益的经验，在此以飨读者，欢迎大家共同探讨和研究。将激光用于软钎焊，是利用了激光较之其它焊接方法所不能比拟的一些特性，特别是激光的精细高能量,适合于做极为细小的精密精细焊接,对于极细同轴排线（图2、图7、图8）的焊接，用激光软钎焊就再恰当不过了，另

6、外，激光软钎焊还便于实现自动化焊接系统。用激光进行软钎焊，首先，其钎料要选择熔点低于45CTC的钎料，女II：锡铅基钎料，作为激光钎焊的钎料，硬钎料是不可用的，这将会造成极细同轴排线的线芯断裂。激光软钎焊机理：激光软钎焊的机理包含了：激光加热■液相钎料对母材的浸润■分子扩散■金属键结合等步骤，下而将依次加以描述。1、激光加热用激光对钎料进行照射的时候，钎料会在激光的高能量作用下快速的升温，当温度达到钎料的熔点时候，钎料会快速的rh固相转变为液札因为激光的特点就是精细高能量,但在系统的控制F，激光能量不会融化与钎料相邻的母材（

7、即连接器中的铜质导线和铜质的焊盘）。紧接着，融化的钎料开始润湿并填满母材连接的间隙，当加温停止时，液相的钎料乂会由液相逆变为固相，从而让母材与母材之间形成焊接。母材为母材Z间形成的钎焊连接，实际上是由钎料从中形成了桥接，焊接过程中，母材始终不发生相变，钎料在山【固相-液相-固相】物理变化中，最终将母材与母材固连于一体。2、液相钎料对母材的浸润激光使得钎料经山固相转变为液相时，液相的钎料将会以液态性质在母材表而进行漫流，这样的漫流我们称之为【浸润】爬行。【浸润】其实也是一种【润湿】现象，这是钎焊必要的条件，当钎料由固相转变为液

8、相吋，钎料的【润湿】能力将决定钎料对母材的是否足够的包附能力。图3是关于钎料【润湿】原理的分析Bsv^^图3钎焊的【润湿】原理S固体母材L液相钎料V环境气体8润湿角(参见图3),图中：A*液相钎料与环境气体Z间的界面张力。BSv：固体母材与环境气体Z间的界面张力(Bsv可视为液相钎料在固体